水泥混凝土路面瀝青加鋪層的設(shè)計(jì)方法

劉紅剛

(深圳高速工程顧問(wèn)有限公司)

1 瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 當(dāng)瀝青罩面層由舊混凝土板位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力

超過(guò)瀝青罩面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)，瀝青面層自然會(huì)開裂，環(huán)境因素(雨立、氧化等)的負(fù)效應(yīng)，常常會(huì)使裂縫迅速向四周擴(kuò)散，大大縮短罩面層的壽命，采用加鋪道路專用土工布防止反射裂縫是一種有效的措施，主要作用機(jī)理如下。

(1)由于舊混凝土路面溫縮位移是連續(xù)的，土工布使罩面層最大拉應(yīng)力減少。

(2)由于土工布具有較大的延伸性，舊混凝土裂縫位移可通過(guò)土工布使應(yīng)力擴(kuò)展至更寬的范圍，從而緩解了裂縫反而應(yīng)力集中。

(3)由于土工布浸透瀝青可以有效防止地表水滲進(jìn)基層，避免基層進(jìn)一步惡化，并減少瀝青罩面層在反射處的剝離破壞。

1.2 瀝青加鋪層的厚度設(shè)計(jì)要求

現(xiàn)代的《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTC D40-2002)對(duì)在舊混凝土路面加鋪層設(shè)計(jì)作了以下幾個(gè)方面的規(guī)定。

1.2.1 舊路調(diào)查評(píng)定

對(duì)舊水泥路面采取處治方案之前要對(duì)舊水泥路面的調(diào)查和評(píng)定做了詳細(xì)的規(guī)定，主要包括以下幾個(gè)方面:

(1)關(guān)于舊路狀況調(diào)查的一般性規(guī)定;

(2)采用斷板率和平均錯(cuò)臺(tái)量?jī)身?xiàng)指標(biāo)評(píng)定進(jìn)行舊混凝土路面的損壞狀況的規(guī)定;

(3)接縫傳荷能力與板底脫空狀況的調(diào)查評(píng)定;

(4)舊水泥路面的結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)查。

1.2.2 方案的選擇

當(dāng)舊混凝土路面的損壞狀況和接縫傳荷能力評(píng)定等級(jí)為優(yōu)良或中時(shí)，可采用瀝青加鋪層。加鋪層鋪筑前應(yīng)更換破碎板，修補(bǔ)和填封裂縫，磨平錯(cuò)臺(tái)，注漿填封板底脫空，清除舊混凝土面層表面的松散碎屑、油跡或輪胎擦痕，剔除接縫中失效的填縫料和雜物，并重新1.2.3 減緩反射裂縫的措施封縫。

接縫傳荷能力評(píng)定等級(jí)為中時(shí)，應(yīng)根據(jù)氣溫、荷載、舊混凝土路面承載能力、接縫處彎沉差等情況選用下述減緩反射裂縫的措施:

(1)增加瀝青加鋪層的厚度;

(2)在加鋪層內(nèi)設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收夾層、玻璃纖維格柵或者土工織物夾層;

(3)瀝青加鋪層的下層采用由開級(jí)配瀝青碎石組成的裂縫緩解層;

(4)在瀝青加鋪層上，對(duì)應(yīng)舊混凝土面層的橫縫位置鋸切橫縫。

1.2.4 厚度設(shè)計(jì)

瀝青加鋪層的厚度按減緩反射裂縫的要求確定。高速公路和一級(jí)公路的最小厚度為100mm，其他等級(jí)的公路最小厚度宜為70 mm。舊混凝土板的厚度、混凝土的彎拉強(qiáng)度和彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值以及基層頂面當(dāng)量回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值，采用舊混凝土路面的實(shí)測(cè)值。

1.3 材料技術(shù)要求

(1)瀝青防反射裂縫應(yīng)力吸收層的膠結(jié)料為特種聚合物改性瀝青，其具有較高的高溫黏度和低溫延度，因此，其混合料具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗疲勞性能。

(2)集料采用深圳芙蓉的輝綠巖，SAWI的級(jí)配要求該層集料較細(xì)，因此，選擇集料時(shí)主要考慮棱角性、砂當(dāng)量、密集、篩分等因素。

2 瀝青罩面層施工工藝

2.1 舊路的病害處理

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、勘測(cè)舊路面的破損情況，針對(duì)以下不同類型的病害，進(jìn)行有效處理。

錯(cuò)臺(tái)、板塊開裂:路面發(fā)生錯(cuò)臺(tái)或板塊開裂，應(yīng)首先考慮是路基質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，因此必須將整個(gè)板塊全部鑿除，重新壓實(shí)路基及基層，澆筑C30混凝土。

掉邊、缺角;對(duì)損壞較深的路面，先用切割機(jī)切除損壞部分，然后澆筑C30混凝土;對(duì)損壞面較淺、較窄的，可用風(fēng)鎬鑿除深約5 cm以上，然后用中粒式瀝青混凝土填平壓實(shí);對(duì)混凝土板的縱橫接縫，先清除接縫內(nèi)的雜物，然后用1∶1.5水泥砂漿灌縫。

板塊脫落:在脫空部位鉆30 cm 2～3個(gè)(鉆穿板塊)，然后用水泥砂漿高壓灌注，注滿為止。

2.2 施工和碾壓溫度

改性瀝青加熱溫度及改性瀝青混合料施工溫度應(yīng)符合規(guī)定，并根據(jù)瀝青品種、粘度、氣候條件及鋪筑層的厚度選擇。由于改性瀝青的粘度的增大，保證較高的施工溫度成了施工的重要的技術(shù)關(guān)鍵。如果溫度不夠，混合料不可能拌和均勻，攤鋪平整度無(wú)法保證，碾壓不可能達(dá)到壓實(shí)度，施工質(zhì)量就根本無(wú)法保證。適宜的施工溫度應(yīng)由瀝青結(jié)合料的粘度——溫度曲線決定。

2.3 拌和

(1)生產(chǎn)SMA應(yīng)采用間隙式瀝青拌和機(jī)拌和，且必須配備有材料配比和施工溫度的自動(dòng)檢測(cè)和記錄設(shè)備，逐盤打印作為施工質(zhì)量檢測(cè)的依據(jù)。當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)制作的改性瀝青時(shí)，拌和廠的瀝青貯藏與拌和機(jī)之間必須有足夠的空曠的場(chǎng)地。基質(zhì)瀝青的導(dǎo)熱油加熱油加熱爐應(yīng)具有足夠的功率，拌和廠的電力供應(yīng)滿足改性設(shè)備需要。

(2)建議采用間歇式拌和機(jī)進(jìn)行拌和，在拌和過(guò)程中應(yīng)逐盤打印輸出瀝青和各種礦料的用量、拌和溫度。拌和機(jī)必須配備有纖維穩(wěn)定劑投料裝置，不具有投料裝置的可在原有基礎(chǔ)上改造后實(shí)現(xiàn)。根據(jù)纖維的品種和形狀不同，可采用廠家指定的方式添加，但均應(yīng)能在拌和過(guò)程中充分分散，且與瀝青混合料拌和均勻。

2.4 噴灑粘層油

噴灑前，利用灑水車高壓水槍對(duì)整個(gè)路面進(jìn)行沖洗，確保路面潔凈，以提高粘結(jié)力。路面要經(jīng)壓縮機(jī)高壓空氣吹掃干凈，由瀝青灑布機(jī)均勻噴灑。為確保粘結(jié)效果，噴灑一定要均勻，油量要適中，對(duì)噴灑過(guò)量的一定要刮除，人工補(bǔ)刷。為防止路面污染，粘層油撒布后應(yīng)立即封閉交通。

2.5 鋪設(shè)土工布

在舊混凝土路面板塊的中縫及縮縫兩側(cè)各50 cm范圍內(nèi)，噴灑170℃的粘層油，用量控制在0.4 kg/m左右，噴灑橫向范圍要比土工布長(zhǎng)10 cm，道路專用土工布應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確鋪貼在縫上，要求做到平整無(wú)折和無(wú)氣泡。鋪設(shè)可采用人工及機(jī)械鋪設(shè)，接口處應(yīng)相互搭接。

2.6 攤鋪技術(shù)要求

按照瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求，進(jìn)行瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)。瀝青混凝土的級(jí)配碎石用量很大，需提前做好備料工作。施工時(shí)要使供料速度與攤鋪速度相平衡，確保均勻，連續(xù)不斷地進(jìn)行攤鋪，盡量進(jìn)行全幅路一次性攤鋪。碾壓時(shí)壓路機(jī)從路邊起壓向路中進(jìn)行，雙輪式壓路機(jī)每次重疊宜為30 cm，不得在新鋪瀝青混凝土上轉(zhuǎn)向調(diào)頭及左右移動(dòng)或突然剎車，碾壓速度初壓1.5 ～2 km，復(fù)壓2.5～3.5 km。

施工過(guò)程中，除了對(duì)混合料進(jìn)行檢測(cè)外，還要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量進(jìn)行控制，如攤鋪厚度，壓實(shí)度、平整度等，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理解決。

3 結(jié)束語(yǔ)

在舊混凝土路面上進(jìn)行瀝青罩面必須重視基層的處理，以提高粘結(jié)力。在攤鋪之前，必須對(duì)舊有的路況進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)、分類和處理。

在舊有混凝土板縫上加鋪土工布可有效地防止反射裂縫對(duì)面層的影響。加鋪玻璃纖維格柵可防止路面疲勞裂縫，延長(zhǎng)其使用壽命。

［1］公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D50-2006)［S］.

［2］公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)［S］.

［3］楊斌.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)研究［D］.長(zhǎng)安:長(zhǎng)安大學(xué)博士論文，2005.

［4］金珊珊.水泥混凝土路面應(yīng)變測(cè)量與分析［D］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，2005:45-49.

［5］石昆磊.高粘性瀝青應(yīng)力吸收層防治瀝青路面反射裂縫的研究所［D］.哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，2006.

［6］蘇新國(guó)，倪富健，賴用滿.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層反射裂縫試驗(yàn)研究［J］.重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，24(2):46-49.

［7］李大義，殷實(shí).舊混凝土道路加鋪瀝青面層的設(shè)計(jì)與施工［J］.黑龍江交通科技，2010，(8).